Una molécula o sustancia hidrofílica es atraída por el agua. El agua es una molécula polar que actúa como disolvente y disuelve otras sustancias polares e hidrofílicas.
Se conoce o denomina hidrófilo a un agente que absorbe agua con facilidad.
Función
En biología, muchas sustancias son hidrofílicas, lo que les permite dispersarse a través de una célula u organismo.
Todas las células usan agua como solvente que crea la solución conocida como citosol. El citosol contiene muchas sustancias, la mayoría de las cuales son hidrófilas en al menos parte de la molécula. Esto asegura que se pueda transportar fácilmente por la celda.
Las sustancias que son hidrofóbicas o repelen el agua, a menudo se transportan a través de y entre las células con proteínas hidrofílicas o estructuras unidas para ayudar en su dispersión.
Las sustancias hidrofílicas se difunden en el agua, es decir, se mueven desde áreas de alta concentración a áreas de baja concentración.
Esto es causado por la atracción de moléculas de agua a las moléculas hidrofílicas. En áreas de alta concentración de las moléculas, el agua se mueve y separa las moléculas.
Las moléculas se distribuyen a las áreas de baja concentración, donde más moléculas de agua pueden interactuar.
La difusión es una propiedad muy importante de la mayoría de las sustancias hidrófilas para los organismos vivos. La difusión les permite distribuir sustancias con poca o ninguna energía de su parte.
Ejemplos de Hidrofílicos
Azúcar o glucosa: es una molécula que muchos tipos de células usan como fuente de energía. Una molécula de glucosa está compuesta por partículas hidrofóbicas e hidrofílicas.
Está compuesta por átomos de carbono, átomos de oxígeno y átomos de hidrógeno. Los enlaces entre los átomos de carbono comparten electrones por igual, y no se crea carga eléctrica estática.
Sin embargo, los átomos de oxígeno extraen una porción desigual de electrones de los átomos de carbono e hidrógeno a los que están unidos.
Esta propiedad, conocida como electronegatividad, ocasiona que los electrones se distribuyan de manera desigual, la mayoría de las veces.
Esto hace que se forme un dipolo eléctrico a través del enlace, creando áreas de energía positiva y negativa. El agua puede interactuar con estos dipolos y disolver la glucosa.
En el cuerpo humano, como en muchos animales, la energía almacenada en los enlaces de glucosa se usa en cada célula para controlar las funciones celulares.
Para transportar la glucosa a muchas células, la glucosa disuelta en el intestino y almacenada en el hígado se libera al torrente sanguíneo.
Debido a que la glucosa es una molécula parcialmente hidrófila, se disuelve igualmente en el torrente sanguíneo y proporciona glucosa a todas las partes del cuerpo.
Para atravesar los centros hidrofóbicos de las membranas plasmáticas, la glucosa es transportada por proteínas especiales.
Una vez en cada celda, la glucosa se puede descomponer a través de la glucólisis y la respiración para proporcionar la coenzima ATP.
El ATP puede proporcionar energía a otras enzimas para ayudarlas a realizar sus diversas funciones.
Enzimas: el ADN, la molécula de información que impulsa la vida en la Tierra, codifica una secuencia de aminoácidos. Estos aminoácidos se caracterizan por ser en algunos casos hidrofílicos o por el contrario hidrófobos.
Las proteínas se crean mediante secuencias de aminoácidos, pero no se vuelven funcionales hasta que estén correctamente plegadas.
Una larga cadena de aminoácidos se pliega debido a las diversas interacciones que tiene con los otros aminoácidos de la cadena, así como a las interacciones con el entorno.
Eventualmente, las regiones hidrofóbicas y no polares de la proteína se agruparán y las regiones hidrofílicas polares estarán expuestas al medio ambiente.
Las proteínas se convierten en enzimas funcionales cuando tienen la forma correcta para aceptar un sustrato y disminuir la energía de activación de una reacción química.
Si una mutación en el ADN coloca un aminoácido hidrofóbico donde debería haber ido un aminoácido hidrofílico, toda la estructura puede sufrir y la enzima puede dejar de funcionar.
Dado que el agua es el disolvente en todos los citosol celulares, es importante que el exterior de las proteínas sea hidrofílico, por lo que se pueden dispersar y mover alrededor de la célula.
Por lo tanto, una célula puede crear proteínas en un lugar (generalmente los ribosomas) y hacer que se distribuyan a través de la célula por difusión.
Esta propiedad hidrofílica de la mayoría de las proteínas les permite llenar ciertas células y producir una gran cantidad de ciertos productos necesarios para el cuerpo.
Membranas celulares: se crean a partir de dos láminas de moléculas conocidas como fosfolípidos.
Los fosfolípidos son anfifílicos, lo que significa que ambos son atraídos por el agua en una región de la molécula y repelen el agua en otras regiones.
La cabeza de la molécula de fosfolípidos es la región hidrofílica. Las colas son la región hidrofóbica, y apuntan hacia adentro, una hacia la otra.
Esto excluye el agua del medio de las dos hojas, creando así un divisor entre dos depósitos de solución. Si la membrana está cerrada, en una esfera, se crea una célula.
Las células bacterianas no tienen división adicional, pero los eucariotas dividen aún más sus células en orgánulos. Estos orgánulos también están rodeados de fosfolípidos.
Aunque el agua no puede pasar fácilmente a través de la membrana celular, hay muchas proteínas integradas que permiten el ingreso de agua a la célula. También hay proteínas que transportan otras sustancias hidrófilas a través de la membrana.
Estas proteínas, aunque no son enzimas, también están formadas por cadenas de aminoácidos. Estas proteínas a menudo funcionan al usar la energía del ATP para mover varias sustancias a través de la membrana.
Sin un canal a través de la membrana hidrofóbica, las sustancias hidrófilas no podrían pasar.
La proteína está compuesta por porciones o partículas hidrofóbicas y también hidrofílicas. El exterior de la proteína, las partes expuestas al ambiente y el citoplasma, será hidrofílico.
Las partes interiores de la proteína que interactúan con los lípidos en el medio de la membrana serán hidrofílicas.
De esta forma, la proteína puede permanecer incrustada en la membrana simplemente por la tendencia de las sustancias hidrófobas a agruparse y las sustancias hidrofílicas atraer al agua.
Los extremos se tiran hacia el agua, y el medio interactúa con los lípidos hidrofóbicos. Muchas macromoléculas son anfifílicas de esta manera, para interactuar con varias sustancias.
